ENCoincheap na teochta
Ó thaobh fisiciúil de, is tomhas é an teas ar an bhfuinneamh atá sa chorp mar gheall ar ghluaiseacht neamhrialta a mhóilíní nó a adamh. Díreach mar a bhíonn níos mó fuinnimh ag liathróidí leadóige le luas méadaitheach, méadaíonn fuinneamh inmheánach an choirp nó an gháis de réir mar a mhéadaíonn an teocht. Is athróg í an teocht a chuireann síos ar ábhar fuinnimh an choirp, mar aon le paraiméadair eile cosúil le mais agus teas ar leith.
Is é an tomhas bunúsach teochta céim Kelvin. Ag 0 ° K (Elvin), tá gach móilín sa chorp ag sos agus níl aon teas níos mó ann. Dá bhrí sin, níl aon fhéidearthacht ann go mbeidh teocht dhiúltach ann toisc nach bhfuil aon staid fuinnimh níos ísle ann.
In úsáid laethúil, is é an gnáthchleachtas ná ceinteagrád (centigrade roimhe seo) a úsáid. Tá a phointe nialasach ag reophointe an uisce, ar féidir é a atáirgeadh go héasca i gcleachtas. Anois tá 0 ° C ar aon bhealach an teocht is ísle, toisc go bhfuil a fhios ag gach duine ó thaithí. Tríd an scála centigrade a leathnú go dtí an teocht is ísle ag a stopann gach tairiscint mhóilíneach, sroicheann muid - 273.15 céim.
Tá sé de chumas ag fear teocht a thomhas trína chéadfaí i raon teoranta. Mar sin féin, ní raibh sé in ann tomhais chainníochtúla a atáirgeadh go cruinn. Forbraíodh an chéad fhoirm de thomhas teochta cainníochtúil i bhFlórans go luath sa 17ú haois agus bhí sé ag brath ar leathnú alcóil. Tá scálú bunaithe ar na teochtaí is airde sa samhradh agus sa gheimhreadh. Céad bliain ina dhiaidh sin, chuir an réalteolaí Sualannach Celsius na pointí leá agus fiuchta uisce ina áit. Tugann sé seo deis don teirmiméadar zúmáil isteach agus amach ag am ar bith agus na léachtaí a atáirgeadh níos déanaí.
Teocht tomhais leictrigh
Tá tomhas teochta tábhachtach i go leor feidhmchlár, mar shampla rialú tógála, próiseáil bia, agus monarú cruach agus táirgí peitriceimiceacha. Éilíonn na hiarratais an-difriúil braiteoirí teochta le struchtúir fhisiceacha éagsúla agus de ghnáth teicneolaíochtaí éagsúla
I bhfeidhmchláir thionsclaíocha agus tráchtála, is iondúil go mbíonn pointí tomhais i bhfad ar shiúl ó phointí tásc nó rialaithe. Is iondúil go mbíonn gá le tuilleadh próiseála ar thomhais i rialaitheoirí, i dtaifeadáin nó i ríomhairí. Níl na hiarratais seo oiriúnach do léiriú díreach teirmiméadair toisc go bhfuil a fhios againn iad ó úsáid laethúil, ach ní mór dóibh an teocht a thiontú i bhfoirm eile feiste, an comhartha leictreach. D'fhonn an comhartha leictreach iargúlta seo a sholáthar, úsáidtear RTD de ghnáth. Thermistors agus thermocouples.
Glacann RTD tréith na friotaíochta miotail ag athrú le teocht. Is braiteoirí comhéifeachta teochta dearfacha (PTC) iad a méadaíonn a bhfriotaíocht le teocht. Is iad na príomh-mhiotail a úsáidtear platanam agus nicil. Is iad na braiteoirí is mó a úsáidtear go forleathan ná 100 ohm nó 1000 ohm RTDS nó teirmiméadair friotaíochta platanam.
Is é RTD an braiteoir is cruinne d'iarratais thionsclaíocha agus soláthraíonn sé an chobhsaíocht fhadtéarmach is fearr freisin. Is é luach ionadaíoch cruinneas friotaíochta platanam + 0.5% den teocht thomhaiste. Tar éis bliain amháin, d'fhéadfadh go mbeadh + 0.05 ° C athrú trí dul in aois. Tá raon teochta ag teirmiméadair friotaíochta platanam - 200 go 800 ° C.
Athrú friotaíochta le teocht
Braitheann seoltacht miotail ar shoghluaisteacht na leictreon seolta. Má chuirtear voltas i bhfeidhm ar dheireadh na sreinge, bogann na leictreoin go dtí an cuaille dearfach. Cuireann lochtanna sa laitís isteach ar an tairiscint seo. Ina measc tá adaimh laitíse sheachtracha nó in easnamh, adaimh ag teorainneacha gráin agus idir suíomhanna laitíse. Ós rud é go bhfuil na suíomhanna locht teocht neamhspleách, a tháirgeann siad friotaíocht leanúnach. Leis an méadú teochta, taispeánann na hadaimh sa laitís miotail ascaluithe méadaithe in aice lena suíomhanna stáiseanóireachta, rud a chuireann bac ar ghluaiseacht na leictreon seolta. Ós rud é go méadaíonn an t-ascalú go líneach le teocht, braitheann an méadú friotaíochta de bharr an ascalaithe go díreach ar an teocht.
Glacadh go forleathan le platanam i dtomhas tionsclaíoch. I measc na mbuntáistí atá aige tá cobhsaíocht cheimiceach, monaraithe réasúnta éasca (go háirithe le haghaidh déantúsaíochta sreinge), an fhéidearthacht é a fháil i bhfoirm íonachta ard, agus airíonna leictreacha in-atáirgthe. Déanann na saintréithe seo braiteoir friotaíochta platanam an braiteoir teochta is inmhalartaithe go forleathan.
Déantar teirmeoirí as roinnt ocsaídí miotail agus laghdaíonn a bhfriotaíocht le teocht atá ag méadú. Toisc go laghdaíonn an tréith friotaíochta leis an méadú teochta, tugtar braiteoir comhéifeacht teochta diúltach (NTC) air.
Mar gheall ar nádúr an bhunphróisis, méadaíonn líon na leictreon seolta go heaspónantúil le teocht; dá bhrí sin, léiríonn an tréith méadú láidir. Is míbhuntáiste é an neamhlíneacht shoiléir seo de fhriotóirí NTC agus cuireann sé teorainn lena raon teochta éifeachtach go dtí thart ar 100 ° C. Is féidir leo, ar ndóigh, a bheith líneáilte ag ríomhairí uathoibrithe. Mar sin féin, ní féidir leis an cruinneas agus líneacht freastal ar riachtanais na réise tomhais mór. Tá a sruth ag teochtaí ailtéarnacha níos mó ná sruth RTD freisin. Tá a n-úsáid teoranta do mhonatóireacht agus iarratais a léiriú i gcás nach bhfuil an teocht níos mó ná 200 ° C. San iarratas simplí seo, tá siad i ndáiríre níos fearr ná na teirmeachúpla agus RTDanna níos costasaí, ag smaoineamh ar a gcostas íseal agus na ciorcaid leictreonacha réasúnta simplí atá ag teastáil.
Is é bunús na teirmeachúpla an nasc idir dhá mhiotal éagsúla, teirmeoir. Méadaíonn an voltas a ghineann thermocouple agus RTD le teocht. I gcomparáid le teirmiméadair friotaíochta, tá uasteorainn teochta níos airde acu, le buntáiste suntasach de roinnt míle céim Celsius. Tá a gcobhsaíocht fhadtéarmach beagán lag (roinnt céimeanna tar éis bliana), agus tá an cruinneas tomhais beagán lag (meán + 0.75% den raon tomhais). Úsáidtear iad go minic in oighinn, foirnéisí, tomhas gáis múcháin agus réimsí eile ina bhfuil teochtaí níos airde ná 250 ° C.
Éifeacht teirmileictreach
Nuair a bhíonn dhá mhiotal ceangailte le chéile, táirgtear voltas teirmileictreach mar gheall ar fhuinneamh ceangailteach difriúil na leictreon agus na n-ian miotail. Braitheann an voltas ar an miotal féin agus ar an teocht. D'fhonn an voltas teirmeach seo sruth a ghiniúint, ní mór an dá mhiotal a nascadh le chéile ar ndóigh ag an taobh eile chun ciorcad dúnta a chruthú. Ar an mbealach seo, gintear voltas teirmeach ag an dara hacomhal. D'fhionn Seebeck an éifeacht teirmileictreach sa bhliain 1822. Chomh luath le 1828, mhol Becquerel úsáid teirmeachúpla palladium platanam chun teocht a thomhas.
Má tá an teocht chéanna ag an dá acomhal, níl aon sreabhadh reatha ann toisc go gcuireann na brúnna páirteacha a ghintear ag an dá phointe a chéile ar ceal. Nuair a bhíonn an teocht ag an acomhal difriúil, tá an voltas a ghintear difriúil agus sreabhann an sruth. Dá bhrí sin, ní féidir le teirmeachúpla ach difríocht teochta a thomhas.
Is acomhal é an pointe tomhais atá nochta don teocht thomhaiste. Is acomhal é an t-acomhal tagartha ag teocht aitheanta. Ós rud é go mbíonn an teocht aitheanta níos ísle de ghnáth ná an teocht thomhaiste, tugtar acomhal fuar ar an acomhal tagartha de ghnáth. D'fhonn teocht iarbhír an phointe tomhais a ríomh, ní mór an teocht deiridh fuar a bheith ar eolas.
Úsáideann ionstraimí níos sine boscaí acomhal rialaithe teirmeastatach chun teocht an acomhail fhuair a rialú ag luachanna aitheanta mar 50c. Úsáideann ionstraimí nua-aimseartha RTD tanaí-scannáin ag an deireadh fuar chun a theocht a chinneadh agus teocht an phointe tomhais a ríomh.
Tá an voltas a tháirgeann an éifeacht teirmileictreach an-bheag agus níl sé ach cúpla microvolts in aghaidh an centigrade céim. Dá bhrí sin, ní úsáidtear teirmeachúpla de ghnáth sa raon - 30 go + 50 ° C, toisc go bhfuil an difríocht idir teocht an acomhail tagartha agus teocht an acomhail tagartha ró-bheag chun comhartha neamh-chur isteach a tháirgeadh.
Sreangú RTD
I teirmiméadar friotaíochta, athraíonn an fhriotaíocht le teocht. Chun an comhartha aschuir a mheas, téann sruth leanúnach tríd agus tomhaistear an titim voltais trasna air. Maidir leis an titim voltais seo, géilltear do dhlí Ohm, v = IR.
Ba chóir go mbeadh an sruth tomhais chomh beag agus is féidir chun téamh braiteora a sheachaint. Is féidir a mheas nach dtabharfaidh sruth tomhais 1mA aon earráid shoiléir isteach. Táirgeann an sruth titim voltais de 0.1V i PT 100 ag 0 °C. Ní mór an voltas comhartha seo a tharchur anois tríd an gcábla nasctha go dtí an pointe tásc nó an pointe meastóireachta le modhnú íosta. Tá ceithre chineál éagsúla ciorcaid nasctha ann:
Ciorcad 2-sreang
Úsáidtear cábla 2-lárnach don nasc idir an teirmiméadar agus an leictreonaic mheastóireachta. Cosúil le haon seoltóir leictreach eile, tá friotaíocht ag an gcábla i sraith le teirmiméadar friotaíochta. Mar thoradh air sin, cuirtear an dá fhriotóir le chéile agus léiríonn an leictreonaic é mar ardú teochta. Ar feadh achair níos faide, is féidir leis an friotaíocht líne teacht ar roinnt ohms agus fritháireamh suntasach a tháirgeadh sa luach tomhaiste.
Ciorcad 3-sreang
D'fhonn tionchar friotaíocht líne agus a luaineacht le teocht a íoslaghdú, úsáidtear ciorcad trí shreang de ghnáth. Áirítear leis sreanga breise a rith ar cheann de theagmhálacha an RTD. Mar thoradh air seo tá dhá chiorcad tomhais, ceann acu a úsáidtear mar thagairt. Is féidir leis an gciorcad 3-sreang an fhriotaíocht líne a chúiteamh i dtéarmaí a athraithe uimhreacha agus teochta. Mar sin féin, ceanglaítear ar na trí sheoltóir na saintréithe céanna a bheith acu agus a bheith nochta don teocht chéanna. Cuirtear é seo i bhfeidhm de ghnáth go leor chun ciorcaid 3-sreang a dhéanamh ar an modh is mó a úsáidtear go forleathan inniu. Níl aon chothromú líne ag teastáil.
Ciorcad 4-sreang
Is é an fhoirm nasc is fearr de teirmiméadar friotaíochta ciorcad 4-sreang. Ní bhraitheann tomhas ar fhriotaíocht líne ná ar athruithe a spreagtar teocht. Níl aon chothromú líne ag teastáil. Soláthraíonn an teirmiméadar sruth tomhais trí nasc cumhachta. Piocann an líne tomhais an titim voltais ar an líne tomhais. Má tá friotaíocht ionchuir feiste leictreonaigh i bhfad níos mó ná friotaíocht na líne, is féidir neamhaird a dhéanamh ar an dara ceann. Tá an titim voltais a chinntear ar an mbealach seo neamhspleách ar shaintréithe na sreinge ceangail. De ghnáth ní úsáidtear an teicníc seo ach amháin le haghaidh ionstraimí eolaíochta a dteastaíonn cruinneas tomhais céadú uathu.
Tarchuradóir 2-sreang
Trí tharchuradóir 2-sreang a úsáid in ionad cábla ilsreang, is féidir an fhadhb a bhaineann le ciorcad 2-sreang mar a thuairiscítear thuas a sheachaint. Athraíonn an tarchuradóir an comhartha braiteora ina chomhartha reatha normalaithe de 4-20mA, atá comhréireach leis an teocht. Oibríonn an soláthar cumhachta don tarchuradóir freisin tríd an dá nasc céanna, ag baint úsáide as sruth bunúsach de 4 mA. Soláthraíonn an tarchuradóir 2-sreang buntáiste breise, is é sin, laghdaíonn aimpliú comhartha go mór tionchar cur isteach seachtrach. Tá dhá shocrú ann chun an tarchuradóir a shuíomh. Ós rud é gur chóir an fad idir comharthaí neamh-amplified a bheith chomh gearr agus is féidir, is féidir an t-aimplitheoir a shuiteáil go díreach ar an teirmiméadar ina cheann críochfoirt. Uaireanta ní féidir an réiteach is fearr seo a fháil mar gheall ar chúiseanna struchtúracha nó cúinsí a d'fhéadfadh a bheith deacair an tarchuradóir a bhaint amach i gcás teipe. Sa chás seo, tá an tarchuradóir iarnróid suite suiteáilte sa chomh-aireachta rialaithe. Is é an buntáiste a bhaineann le rochtain níos fearr ná go gceannaítear é ar chostas achair níos faide go gcaithfidh an comhartha neamh-amplified taisteal.
Sreangú thermistor
Is iondúil go mbíonn friotaíocht teirmeora roinnt orduithe méide níos mó ná friotaíocht aon sreang luaidhe. Dá bhrí sin, tá éifeacht na friotaíochta luaidhe ar léamha teochta diomaibhseach, cé go bhfuil teirmeoirí ceangailte beagnach i gcónaí i gcumraíocht 2-sreang.
Sreangú thermocouple
Murab ionann agus RTDS agus thermistors, tá cosa dearfacha agus diúltacha ag thermocouples, mar sin ní mór polaraíocht a bhreathnú. Is féidir iad a nascadh go díreach leis an tarchuradóir áitiúil 2-sreang agus is féidir an sreang copair a chur ar ais chuig an ionstraim glactha. Más féidir leis an ionstraim glactha glacadh le hionchur teirmeachúpla go díreach, ní mór an tsreang thermocouple céanna nó sreang síneadh thermocouple a úsáid an bealach ar fad ar ais go dtí an ionstraim glactha.
Nuacht Te